普通混泥土设计.docx

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普通混泥土设计

混凝土设计方案

（一）基本要求：

1满足混凝土结构设计强度等级

2拌制成的混凝土要有良好的合易性；

3满足耐久性要求

4节约水泥，降低成本。

（二）基本参数（已知条件）ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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1.混凝土设计强度的等级；ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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2.混凝土拌合料的坍落度;ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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3.水泥品种、等级强度、质量水平;ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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4.粗、细集料品种（最大粒径、砂的细度模数、级配范围等）;ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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5.外加剂，掺合料品种质量;ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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6.对混凝土的特殊要求（如抗冻、抗渗等要求）.ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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（三）设计步骤：

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1.计算配合比：

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（1）混凝土配制强度的确定：

按公式fcu,0=fcu,k+1.645ÓÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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其中fcu,0——混凝土配制强度（Mpa）;ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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fcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值（Mpa）ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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Ó——混凝土强度标准差（Mpa）ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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当无统计资料时，查下表Ó值（N/mm2）ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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混凝土强度

C20-C35

>C35

Ó

4.0

5.0

6.0

（2）求水灰比（

fcu,28=A*fce（C/W-B）

ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

äe,³L°ûÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

äe,³L°ûâ①其中A，B——经验系数，当无统计资料时，查下表：

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碎石

卵石

A

0.46

0.48

B

0.07

0.33

②fce——水泥28天强度实测值（Mpa）,当无水泥28天强度实测值时，可按公式确定：

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äe,³L°ûâfce=1.13*fce,g（水泥强度等级）ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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äe,³L°ûâÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

äe,³L°ûâ—一般取水泥强度等级值（Mpa）；也可按3天强度值或快测强度推定28天强度关系式推定得出。

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（3）用水量ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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①当水灰比在0.4-0.8之间查下表：

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干硬性混凝土的用水量（kg/m3）

坍落度

卵石最大粒径

碎石最大粒径

10

20

40

16

20

40

10-30

190

170

160

200

185

165

35-50

200

180

170

210

195

175

55-70

210

190

180

220

205

185

75-90

215

195

185

230

215

195

ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

äe,³L°ûâ

A.以坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度20mm用水量增加5kg。

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B.实际水量W=y+[（x-90）÷20]×5ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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（x为已知坍落度ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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y为增加水量）ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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（碎石mm-y=16mm-230、20mm-215、31.5mm-205、40mm-195）；ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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（卵石mm-y=10mm-215、20mm-195、31.5mm-185、40mm-175）ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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C.掺外加剂时的混凝土的用水量可按下式计算：

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mwa=W（1-β）ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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mwa-----掺外加混凝每立方米混凝土的用水量（kg）ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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W------未掺外加混凝每立方米混凝土的用水量（kg）ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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β---外加剂的减水率（%）ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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（4）水泥用量:

C=W/（w/c）ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

äe,³L°ûâ

（5）砂率ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

äe,³L°ûâ

无历史统计资料可参考时，混凝土砂率确定应符合下列规定：

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äe,³L°ûâ

①坍落度为10-60mm的混凝土砂率，可查下表:

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äe,³L°ûâ

混凝土的砂率（%）

水灰比

（W/C）

卵石最大粒径mm

碎石最大粒径mm

10

20

40

16

20

40

0.40

26-32

25-31

24-30

30-35

29-34

27-32

0.50

30-35

29-34

28-33

33-38

32-37

30-35

0.60

33-38

32-37

31-36

36-41

35-40

33-38

0.70

36-41

35-40

34-39

39-44

38-43

36-41

注：

此表为中砂的选用砂率（砂与骨料总量的重量比），细砂减少、粗砂增加。

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äe,³L°ûâ

只用一个单粒级粗骨料配制混凝土使，砂率增大。

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äe,³L°ûâ

对簿壁构件，砂率取偏大值。

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äe,³L°ûâ

②坍落度大于60mm的混凝土砂率，坍落度增大20mm，砂率增大1%的调整，ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

äe,³L°ûâ

③坍落度小于10mm的混凝土按经验确定。

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混凝土浇筑入模时的坍落度表ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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结构类别

坍落度（mm）（振动器振动）

小预制块及便于浇筑振动的结构

0-20

桥涵基础、墩台等无筋或少筋的结构

10-30

普通配筋率的钢筋混凝土结构

30-50

配筋较密、断面较小的钢筋混凝土结构

50-70

配筋较密、断面高而窄的钢筋混凝土结构

70-90

5.每立方米混凝土的水泥用量（C）。

ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

äe,³L°ûâ

按公式计算：

C=W/（w/c）ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

äe,³L°ûâ

6.计算1m3粗、细骨料用量ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

äe,³L°ûâ

按下式计算：

So/Ps+Co/Pc+Go/Pg+Wo/Pw+10a=1000（L）

砂率So/（So+Go）=Sp

Co为1m3混凝土中水泥用量，kg

Go为1m3混凝土的粗骨料用量，kg

So为1m3混凝土的砂骨料用量，kg

Wo为1m3混凝土的水用量，kg

Sp为砂率（%）

ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

äe,³L°ûâ由

（1）、

（2）解出各值。

必须依据下表，检查混凝土的最大水灰比和最小水泥用量。

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（四）混凝土配合比的试配：

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1.采用工程中实际使用的原材料，搅拌方法与实际生产相同。

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äe,³L°ûâ

2.每罐混泥土的最小搅拌量为15L（或25L）ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

äe,³L°ûâ

3.试件，检查拌合物和易性，调整用水量、砂率，提供混凝土强度试验用基准配合比。

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äe,³L°ûâ

4.采用三个不同水灰比作强度试件，其中一个基准配合比，另外两个配合比的水灰比，宜较基准配合比分别增加和减少0.05，用水量应与基准配合比相同，砂率分别增加和减少1%。

ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

äe,³L°ûâ

5.相应检验混凝土的坍落度（维勃稠度）粘聚性、保水性、表观密度。

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6.进行试验时，每种配合比试块的数量不少应作一组（三块）。

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（五）混凝土配合比的调整与确定ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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1.绘制水灰比曲线，注意直线不得外延，选定C/W≥C/W’ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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2.确定每立方米材料用量ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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3.材料用量校正ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

äe,³L°ûâ

（1）计算表观密度PC,C=W+C+S+GÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

äe,³L°ûâ

（2）计算混泥土配合比校正系数δÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

äe,³L°ûâ

δ=PC,T/PC,C（PC,T—实测值PC,C—计算值）ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

äe,³L°ûâ

（3）PC,T与PC,C之差绝对值≤PC,C的2%时，配合比调整后的材料用量即为设计值配合比（PC,T-PC,C）/PC,C≤2%；如超过2%,可得到的每项材料均乘以校正系数后确定为设计配合比。

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äe,³L°ûâ

（六）施工配合比调整：

ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

äe,³L°ûâ

调整砂质量，要求不含水，提出每盘料所需材料用量。

遇以下情况之一者，应重新进行配合比设计：

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1.对混凝土性能指标有特殊要求时；ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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2.水泥、外加剂或矿物掺合料品种、质量有显著变化时；ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

äe,³L°ûâ

3.该配合比的混凝土生产间断半年以上时。

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（七）混凝土配合比设计例题

某工程现浇钢筋混凝土梁（不受雨雪影响）,混凝土设计强度等级为C25，施工要求坍落度为35—50mm，施工单位的强度标准差为4.0Ma,参赛作品统一为150X150X150mm的三个立方体试块，施工无历史统计材料。

原材料为：

水泥：

42.5级普通水泥，实测28d抗压强度为fce=46.0MPa，密度为pc=3.10g/cm

砂子：

中砂，密度ps=2.60g/cm

石子；碎石，密度pg=2.70g/cm,最大粒径Dm=40mm，水；自来水

解：

（1）求配制强度ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

äe,³L°ûâ

fcu,0=fcu,k+1.645δ其中δ=4Ma,fcu,k=25Mpa

=25+1.645*4

=31.58Mpa

（2）求水灰比

又因为：

fcu,28=Afce（C/W-B）其中A=0.46,B=0.07

则C/W=1.5624，W/C=0.640查表最大水灰比W/C=0.65故水灰比符合要求。

（3）用水量，查表，因为坍落度为35—50mm，碎石、最大粒径Dm=40mm

W=175kg

（4）水泥用量

C=273.42kg

（5）砂率：

查表，沙率为33-38%

选Sp=35%

（6）计算砂、石量（绝对体积法）即确定初步配合比：

So/Ps+Co/Pc+Go/Pg+Wo/Pw+10a=1000（L）

砂率So/（So+Go）=Sp

取a=1，ps=2.60g/cm3，pg=2.70g/cm3,pc=3.10g/cm3，Pw=1.0g/cm3Sp=35%代入得：

Go=1259.18kg,So=678.02kg

所以，1m3的混泥土的材料用量（kg）为：

Co=272.37,Wo=175,So=678.02,Go1259.18kg

Ｃo：

So：

Go：

Wo=272:

678:

1259,Wo/Co=0.64

则Ｃo：

So：

Go：

Wo=1:

2.49:

4.63,Wo/Co=0.64

（7）基准配合比的确定：

（当表面积法与体积法差别大时就以体积法为准）

根据最大粒径，配制15L混泥土拌合物，按绝对体积法计算。

Cbo=272*（15/1000）=4.08kg

Wbo=175*（15/1000）=2.625kg

Gbo=1259*（15/1000）=18.885kg

Sbo=678*（15/1000）=10.170kg

讲上诉材料拌和均匀，测得的坍落度为mm如果大于30-50mm

则先加沙1%再测其坍落度为mm求出Sb1和Gb1

同时测混泥土的表观密度为Pkg/m3故

C1=（Cb1/（b1+Wb1+Sb1+Gb1））*P=

W1=（Wb1/（b1+Wb1+Sb1+Gb1））*P=

S1=（S1/（b1+Wb1+Sb1+Gb1））*P=

G1=（G1/（b1+Wb1+Sb1+Gb1））*P=

注意：

混泥土拌合物的表观密度（湿）一般允许利用制备混泥土抗压强度是件时，称量试模及称量试模连同拌合物的总质量（精确到0.1kg）的方法来测定。

以一组3个是件表观密度的平均值作为拌合物的表观密度。

3.实验室配合比的确定，在0.64的基础上，加减0.05即059、0.64、0.69用于检验标准养护28d的强度

编号

W/C

fcu,0/Mpa

一

0.59

二

0.64

三

0.69

fcu,0>31.58Mpa,才能满足强度要求，因此得所需的实验室配合比Ｃo：

So：

Go：

Wo为

第二种方法：

（假定表观密度法2400kg/1m3）ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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假定混泥土干表观密度mcp=2400ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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C+G+S+W=mcpÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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（1）βs=S/（G+S）×100%ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

äe,³L°ûâ

（2）解：

G=1268.527（kg）ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

äe,³L°ûâ

S=683.053（kg）则实验室配合比是：

Ｃ：

S：

G：

W=273.42:

683.053:

1268.527:

175

即Ｃ：

S：

G：

W=1:

2.50:

4.64:

0.64

以体积法为准

如有必要算施工配合比按下列方法计算：

例如：

配合比计算：

如砂含水量3%,石含水1%；ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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ms`=ms（1+0.03）=703.54kg/m3ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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mg`=mg（1+0.01）=1281.21kg/m3ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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mw`=175-（703.54-683.053）-（1281.21-1268.527）=141.83kg/m3ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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施工配合比：

ÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

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每立方米混凝土材料用量为：

水泥273kg、水142kg、砂704kg、石1281kgÈÛ×\ÀŽŠ¹ “_?

äe,³L°ûâ

水泥：

砂：

石：

水=1：

2.58：

4.69：

0.52